(57)【要約】【課題】高品質の画像を安定して高速印刷可能とし、かつ量産性に優れたインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】インクジェットヘッドは、複数のノズルを有するノズル板と、複数の加圧液室を構成する流路板と、振動板と、振動板に連接され各々の加圧液室内の圧力を変化させる積層型圧電素子２と、圧電素子２の一端が接合される支持基板１と、フレーム部材７から構成されており、ノズル数が多く長尺である。支持基板１は、接着剤からなる連結部材１１によってフレーム部材７に固定されており、支持基板１とフレーム部材７の接着固定領域は、支持基板１の短手方向の両端であって、長手方向の両端に位置することにより、インクジェットヘッドの低周波域（１０ｋＨｚ以下）の振動を抑え、量産性に優れ、高速かつ高画質印刷が可能である。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、前記ノズルの各々に連通する複数の加圧液室を構成する流路板と、前記加圧液室の一方の壁面を構成する振動板と、該振動板に連接され前記各々の加圧液室内の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の一端が接合される支持基板を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記支持基板は支持基板固定部材に直接もしくは連結部材を介して固定されており、固定領域は前記支持基板の短手方向の両端であって、長手方向のほぼ両端に位置することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、前記ノズルの各々に連通する複数の加圧液室を構成する流路板と、前記加圧液室の一方の壁面を構成する振動板と、該振動板に連接され前記各々の加圧液室内の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の一端が接合される支持基板を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記支持基板は支持基板固定部材に直接もしくは連結部材を介して固定されており、固定領域は前記支持基板の長手方向の両端から短手方向の一部に亘って位置することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記支持基板の長手方向の前記支持基板固定部材と接続固定されていない部分の長さをＬ、前記圧力変換手段が接続されている面と垂直方向の高さをＨとすると、Ｌ／Ｈは６以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記連結部材のヤング率は１ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載のインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】
請求項１乃至４いずれかに記載のインクジェットヘッド、または請求項５記載のインクカートリッジを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、ノズル数の多い長尺化したインクジェットヘッドにおいて、振動板の駆動手段を支持する支持基板と支持基板を固定する固定部材との固定領域を最適にすることにより、インクジェットヘッドに生じる低周波域の振動を抑え、量産性に優れ、高速かつ高画質印刷可能なインクジェットヘッド、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オンデマンド型のインクジェット記録技術には、インクを充填した液室の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等の圧力変換手段により振動板を変位させ、液室内の体積を変化させて圧力を高め、インクを吐出する方式や、液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高め、インクを吐出する方式が広く知られている。
【０００３】
近年では、インクジェットプリンタの低価格化、高画質化、一般家庭へのパソコンの普及等によりインクジェットプリンタが様々な用途で数多く使用されている。インクジェットプリンタにおける大きな技術課題の一つとして高速化があり、高速化のために１インクジェットヘッド当たりのノズル数は増え、インクジェットヘッドは長尺化の傾向にある。
【０００４】
このようにノズル数の多い長尺ヘッドでは、特に多チャンネル駆動すると、振動板の異常振動や液室の圧力変動が印字ヘッドを支持している支持基板に伝播して支持基板が共振し、インク吐出に影響して画質が低下する不具合が発生する。
この振動で、特に低周波域（数ｋＨｚ）の振動は、振動振幅も大きい傾向があり、インク吐出に与える影響は大きい。インクジェットヘッドの長尺化に伴い、振動は低周波域にシフトしやすく、振動レベル（変位）を抑えるとともに高周波域に移す必要がある。つまり、高速且つ高画質を両立するインクジェットヘッドを実現する上では、インク吐出に影響を及ぼすような支持基板の共振の問題を解決する必要がある。
【０００５】
インクジェットヘッドの振動の問題を解決する手段としては、例えば、特許文献１に開示されているように、インクの吐出圧を生成する圧電素子を完全に分断し、圧電素子内の振動の伝播をゼロにする方法が知られている。
また、別の提案として、特許文献２には、圧電素子を複数のノズル開口毎にブロック化して完全に分離するのに加えて、圧電素子を固定する基台を圧電素子のブロック毎にビームによって形成し、全体として櫛形状の基台を介して振動伝播を吸収することが開示されている。
さらに、特許文献３には、インク滴を吐出させるエネルギーを発生する積層型圧電素子が、積層型圧電素子を固定する基板と積層型圧電素子を取り囲むフレーム部材とによって位置決めされるようにしたインクジェット記録装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９５２９９５号明細書
【特許文献２】
特許第２９３０５６２号明細書
【特許文献３】
特開平１０−１０９４１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、高速かつ高画質を両立するインクジェットヘッドを実現する上では、インク吐出に影響を及ぼすような支持基板の共振の問題を解決する必要があり、特許文献１に開示されたように、インクジェットヘッドのインクの吐出圧を生成する圧電素子を完全に分断し、圧電素子内の振動の伝播をゼロにする方法では、圧電素子を固定している基台を介しての振動伝播、あるいは基台自身の共振による不具合の解決にはならない。
【０００８】
また、特許文献２に開示されたように、圧電素子を複数のノズル開口毎にブロック化して完全に分離するのに加えて、圧電素子を固定する基台を圧電素子のブロック毎のビームによって形成し、全体として櫛形状として基台を介して振動伝播を吸収する方法では、基台の形状が細かく複雑で、脆弱な構造であるとともに量産性の面で好ましい方式ではない。
【０００９】
本発明は、前記したような問題点に鑑みてなされたもので、安定した高速印刷が可能で、高画質出力に適し、かつ量産性に優れたインクジェットヘッド、該インクジェットヘッドを用いたインクカートリッジ及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、前記ノズルの各々に連通する複数の加圧液室を構成する流路板と、前記加圧液室の一方の壁面を構成する振動板と、該振動板に連接され前記各々の加圧液室内の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の一端が接合される支持基板を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記支持基板は支持基板固定部材に直接もしくは連結部材を介して固定されており、固定領域は前記支持基板の短手方向の両端であって、長手方向のほぼ両端に位置することを特徴とし、ノズル数の多い長尺化したインクジェットヘッドでの低周波域（１０ｋＨｚ以下）の振動を抑え、量産性に優れ、高速かつ高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供する。
【００１１】
請求項２に記載のインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、前記ノズルの各々に連通する複数の加圧液室を構成する流路板と、前記加圧液室の一方の壁面を構成する振動板と、該振動板に連接され前記各々の加圧液室内の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変換手段の一端が接合される支持基板を備えたインクジェットヘッドにおいて、前記支持基板は支持基板固定部材に直接もしくは連結部材を介して固定されており、固定領域は前記支持基板の長手方向の両端から短手方向の一部に亘って位置することを特徴とし、低周波域の振動を抑え、かつ他周波域での振動変位も低減できるため非常に安定した吐出性能を有し、量産性に優れた、高速かつ高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供する。
【００１２】
請求項３に記載のインクジェットヘッドは、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記支持基板の長手方向の前記支持基板固定部材と接続固定されていない部分の長さをＬ、前記圧力変換手段が接続されている面と垂直方向の高さをＨとすると、Ｌ／Ｈは６以下であることを特徴とし、振動レベル（変位）を小さくでき、安定で良好なインク吐出が可能なインクジェットヘッドを提供する。
【００１３】
請求項４に記載のインクジェットヘッドは、請求項１〜３に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連結部材のヤング率は１ＧＰａ以上であることを特徴とし、低周波域の振動を抑えることができ、高速、高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供する。
【００１４】
請求項５に記載のインクカートリッジは、請求項１〜４に記載のインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジであることを特徴とし、低コストで高性能なインクカートリッジを提供する。
【００１５】
請求項６に記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜４に記載のインクジェットヘッドまたは請求項５に記載のインクカートリッジを搭載したインクジェット記録装置であることを特徴とし、高速性能及び画質性能に優れたインクジェットを提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１５に示す実施例に基づいて説明する。（実施例１）
図１は、実施例１のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図、図２は、図１に示すインクジェットヘッドの組立図で図１のＡ−Ａ断面図、図３は、図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図で、図３（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図３（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
本実施例は、インク滴をノズル基板の面部に設けたノズルから吐出させるサイドシュータタイプのインクジェットヘッドで、圧力変換手段として圧電素子を用いた例を示すものである。
【００１７】
実施例１のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル６が列状に形成されたノズル板５、及びノズル板５と接合される面に複数のノズル６の各々と連通する連通口が形成されており、振動板３と接合される面には各々隔壁によって分離された複数の加圧液室８が形成されている流路板４、及び複数の加圧液室８の一方の面を構成する振動板３が順に積層された積層構造体を有している。図１、図２に示すインクジェットヘッドは、ノズル板５にノズル列が２列形成され、対応する加圧液室８が対向配置されたノズル数の多い長尺化したインクジェットヘッドを示している。
【００１８】
図２に示すように、振動板３の裏面には積層型圧電素子２が接着されている。積層型圧電素子２は、図３（Ａ）において積層型圧電素子２の部分を拡大して示す部分拡大図から明らかなように、列状に配列された個々の圧電素子が同じく列状に配列された加圧液室８に対応して溝加工により櫛形に形成されており、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃａｂｌｅ）等の通電部材１０を通じて通電することにより圧電素子２の個々の部分が変位し、この変位に応じて振動板３を変位させ、その結果生じる加圧液室８の内圧変化によりノズル６からインクが吐出する。なお、インクは後述するインクタンクから、フレーム部材７に形成されたインク供給路９を通じて供給される。
【００１９】
圧電素子２を支持する支持基板１は、圧電素子２の裏面に配置されており、圧電素子２の変位を精度よく振動板３に作用させ変形させるため、金属またはセラミックスのような高剛性材料で形成される。この支持基板１は、インク吐出性能を達成すべく圧電素子２、振動板３、流路板４、ノズル板５の積層体を支持するだけでなく、積層体を組立てる際の組立性にも大きく関連している。
【００２０】
例えば、インクジェットヘッドの高密度化に伴い、圧電素子２は、図３（Ａ）中に示す部分拡大図に示すように、厚みと高さのアスペクト比（Ｙｐ／Ｘｐ）が大きい脆弱な構造となる。このような形状を通常は、ダイシングソーやワイヤソー等を用いた溝加工により形成するが、その際に、圧電素子２が支持基板１に接合されていると、圧電素子２を安定して加工しやすい。また、その後工程でのハンドリング性が良好となる。さらに、支持基板１を磁性材料で形成すれば、支持基板自身の形状加工やインクジェットヘッドの一連の加工／組立工程において、インクジェットヘッドをマグネット吸着により固定することができ、作業性を向上させることができる。
【００２１】
支持基板１とフレーム部材７の接続固定領域は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、支持基板１の短手方向の両端であって、長手方向のほぼ両端に位置する。接続領域をこのように配置することで、ＦＰＣ１０等の配線配置の困難化を避けつつ、低周波域の振動を高周波にシフトさせることができる。また、接着面積を大きく広げることなく、作業手順も単純であることから量産性にも適している。
なお、図３では支持基板１とフレーム部材７の接続を接着剤を用いた固定構造としたが、支持基板１とフレーム部材７とを直接固定することも可能である。この場合、支持基板１をフレーム部材にカシメにより固定したり、弾性体を用いて弾性的に固定したりされる。
【００２２】
高画質化、印字速度の高速化のため、インクジェットヘッドは狭ピッチで多数ノズルが配列された構造となるが、このようなインクジェットヘッドで多チャンネルを同時に駆動すると、振動板３の振動や加圧液室８の圧力変動が支持基板１に伝播し、最悪の場合は支持基板１が共振し、画像品質を低下させる不具合が発生する。特に、その共振周波数が加圧液室８やインク供給路９の圧力波の共振周波数と一致すると、ノズル６からインクが噴射しなくなる等のトラブルとなる。この振動で、特に低周波域（数ｋＨｚ）の振動は、振動振幅も大きい傾向があり、インク吐出に与える影響は大きい。多数ノズルが配列されることによるインクジェットヘッドの長尺化に伴い、振動は低周波域（１０ｋＨｚ以下）にシフトしやすく、振動レベル（変位）を抑えるとともに、振動を高周波域に移す等の工夫が必要である。そのためには、支持基板１が何らかの手段でフレーム部材７等の固定部材に固定されなければ振動を抑えることは難しい。
【００２３】
次に、支持基板とフレーム部材間の接続固定構造の図３（Ｂ）に示す例と異なる例について説明する。
図４は、図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３と異なる図で、図４（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図４（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、支持基板１の長手方向両端を接続固定する配置は、インクジェットヘッドが長尺化するほど振動が大きく、低周波域の共振が発生しやすい構造であるが、支持基板１の底面もしくは短手方向両端を固定するようなレイアウトでは、ヘッド設計、特に駆動体である圧電素子のためのＦＰＣ等の配線配置が難しくなるといった問題が生じる。本発明では、支持基板１をフレーム部材７に接続固定する接続手段に接着剤を用いている。支持基板と固定部材（フレーム部材７）とを接続固定している。
【００２４】
図５は、図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３、図４と異なる図で、図５（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図５（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ１０の幅を、支持基板１とフレーム部材７の接続固定領域を逃げるように設計することにより接続固定領域を広げることができる。接続固定領域を広げることにより、振動を抑制でき、更なるヘッドの長尺化にも対応可能となる。
【００２５】
ここで、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、支持部材１を固定部材であるフレーム部材７に、長辺方向両端を固定したインクジェットヘッドの振動特性と、本発明の図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すインクジェットヘッド、及び図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すインクジェットヘッドの振動特性を調べた。
支持基板１はステンレス（ＳＵＳ４３０）を用い、寸法は、長手方向長さＬ１＝６０ｍｍ、高さＨ＝９ｍｍに設定した。他の１辺の長さ（支持基板１のＹ軸方向幅）は３．８ｍｍである。
【００２６】
支持基板１とフレーム部材７の接続固定領域が異なる、次のようなサンプル（１）（２）（３）を用意した。
サンプル（１）…支持基板１の長手方向の両端を嫌気性接着剤で、図４（Ａ）、図４（Ｂ）のように接着固定した。
サンプル（２）…支持基板１の短手方向の両端を、長手方向のほぼ両端に近い位置で、図３（Ａ）、図３（Ｂ）のように接着剤を用いて接着固定した。ここで、Ｌ／Ｈ＝５．９になるように連結部材１１を設定した。
サンプル（３）…サンプル（２）において、接続固定領域を図５（Ａ）、５（Ｂ）のように広げて接着固定した。
これらのサンプル（１）（２）（３）の振動特性を評価した。
【００２７】
図６は、サンプル（１）（２）（３）の共振特性を示すグラフである。
サンプル（１）のように、支持基板１の長手方向の両端を固定したインクジェットヘッドの低周波域における共振が、本発明のインクジェットヘッド（サンプル（２）（３））では高周波側へシフトしている。特に、サンプル（３）は振動変位も小さく、低周波域の振動が抑制されている。また、支持基板１の横方向幅（Ｙ軸方向）の振動も抑えられる効果もある。
【００２８】
次に、共振特性と吐出性能の関係を調べるため、サンプル（１）（２）（３）の各々について、吐出性能の確認を行った。ここでは、支持基板１上に３００の圧電形駆動体を配置し、それぞれに加圧液室８及びこれにつながるノズル６を配置した。この状態で、３００の圧電形駆動体全てを同時駆動した際、全ノズルが安定して吐出するか否かによって評価を行った。
【００２９】
図７は、サンプル（１）（２）（３）の共振特性と吐出性能の関係を示す表である。
図７の表に示すように、サンプル（１）は低周波共振の影響を受け、安定して吐出しない。これに対し、本発明を実施したサンプル（２）（３）は３００のノズルから安定してインク滴を吐出した。
【００３０】
（実施例２）
図８は、図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３、図４、図５と異なる図で、図８（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図８（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
図８（Ａ）、図８（Ｂ）に示すように、支持基板１の長手方向の両端から短手方向へ亘るように支持基板１の４箇所の角部を接着固定してサンプル（４）とした。
【００３１】
図９は、図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図８と異なる図で、図９（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図９（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、支持基板１の長手方向の両端と更に短手方向へ亘るように接着固定して、サンプル（５）とした。
【００３２】
図１０は、サンプル（４）（５）の共振特性を示すグラフである。
サンプル（４）（５）とも、図６に示すサンプル（２）（３）の共振特性と比較すると、振動変位も小さく低周波域の振動が抑制されている。
実施例１と同様にして、吐出性能の確認を行ったところ、サンプル（４）（５）ともに安定してインクを吐出した。
【００３３】
（実施例３）
次に、実施例１と同様にして、支持基板１はステンレス（ＳＵＳ４３０）を用い、寸法は長手方向長さＬ１を６５ｍｍ、もう１辺の長さ（図３における支持基板１の横：Ｙ軸方向幅）を３．８ｍｍとし、高さＨを７ｍｍに設定した。
そこで、図３に示すように、支持基板１の長手方向長さで接着固定領域端から接着固定領域端までの長さ、つまり支持基板１の長手方向における未接着部分の長さをＬとし、ＬをＬ／Ｈ＝４．７、５．９、６．５、８．７となるように設定し、それぞれサンプル（６）（７）（８）（９）を作製し、これらの振動特性の評価を行った。
【００３４】
図１１は、サンプル（６）（７）（８）（９）の共振特性を示すグラフである。
図１１に示す共振特性から、Ｌ／Ｈが大きいサンプル程、低周波数域で大きな共振が発生していることがわかる。
【００３５】
そこで、サンプル（６）（７）（８）（９）について、共振特性と吐出性能の関係を調べるため、各々のサンプルについて、吐出性能の確認を行った。
ここでは、支持基板１上に３００の圧電形駆動体を配置し、それぞれに加圧液室及びこれに連通するノズルを配置した。この状態で、３００の圧電形駆動体全てを同時駆動した際、全チャンネルが安定して吐出するか否かによって評価を行った。
【００３６】
その結果、低周波共振の影響を受け、Ｌ／Ｈ＝６．５のサンプル（８）と、Ｌ／Ｈ＝８．７のサンプル（９）は安定してインクを吐出しなかった。このことから、支持基板１はＬ／Ｈを６より小さく設定することが望ましい。
【００３７】
（実施例４）
支持基板１は、ステンレス（ＳＵＳ４３０）を用い、寸法は長手方向長さＬ１を６０ｍｍ、もう１辺の長さ（図１における支持部材１の横方向幅）は３．８ｍｍとし、高さＨを９ｍｍと設定した。
支持基板１をフレーム部材７にＬ／Ｈ＝５．９となるように接着固定した。このとき、接着剤を用いた連結部材１１のヤング率を変えて吐出性能の確認を行った。
【００３８】
図１２は、接着剤からなる連結部材のヤング率とインクジェットヘッドの吐出性能の関係を示す表である。
図１２に示す表から、連結部材のヤング率は大凡１Ｇｐａ以上であることが望ましい。
【００３９】
（実施例５）
図１３は、実施例５のインクカートリッジの外観を示す斜視図である。
実施例５のインクカートリッジ２０は、ノズルを有する前記実施例１〜４のいずれかのインクジェットヘッド２１と、このインクジェットヘッド２１に対してインクを供給するインクタンク２２とを一体化したものである。
【００４０】
インクタンク一体型のインクカートリッジの場合、インクジェットヘッド２１の低コスト化、信頼性は、ただちにインクカートリッジ２０全体の低コスト化、信頼性につながるので、前記したように低コスト化、高信頼性化、製造不良を低減することで、インクカートリッジの歩留まり、信頼性が向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図ることができる。
【００４１】
（実施例６）
次に、本発明のインクジェットヘッドを搭載した実施例６のインクジェット記録装置について説明する。
図１４は、実施例６のインクジェット記録装置を示す斜視図、図１５は、同記録装置の機構部を示す側断面図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体３１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ４３、キャリッジ４３に搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド４４、記録ヘッド４４へインクを供給するインクタンク４５等で構成される印字機構部３２等を収納し、装置本体３１の下方部には前方側から多数枚の用紙３３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）３４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙３３を手差しで給紙するための手差しトレイ３５を開倒することができ、給紙カセット３４或いは手差しトレイ３５から給送される用紙３３を取り込み、印字機構部３２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ３６に排紙する。
【００４２】
印字機構部３２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド４１と従ガイドロッド４２とでキャリッジ４３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ４３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなる記録ヘッド４４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ４３には記録ヘッド４４に各色のインクを供給するための各インクタンク４５を交換可能に装着している。
【００４３】
インクタンク４５は、上方に大気と連通する大気口、下方には記録ヘッド４４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により記録ヘッド４４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド４４として、ここでは各色の記録ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の記録ヘッドでもよい。
【００４４】
ここで、キャリッジ４３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド４１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド４２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ４３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ４７で回転駆動される駆動プーリ４８と従動プーリ４９との間にタイミングベルト５０を張装し、このタイミングベルト５０をキャリッジ４３に固定しており、主走査モータ４７の正逆回転によりキャリッジ４３が往復駆動される。
【００４５】
一方、給紙カセット３４にセットした用紙３３を記録ヘッド４４の下方側に搬送するために、給紙カセット３４から用紙３３を分離給装する給紙ローラ５１及びフリクションパッド５２と、用紙３３を案内するガイド部材５３と、給紙された用紙３３を反転させて搬送する搬送ローラ５４と、この搬送ローラ５４の周面に押し付けられる搬送コロ５５及び搬送ローラ５４からの用紙３３の送り出し角度を規定する先端コロ５６とを設けている。搬送ローラ５４は副走査モータ５７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００４６】
そして、キャリッジ４３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ５４から送り出された用紙３３を記録ヘッド４４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材５９を設けている。この印写受け部材５９の用紙搬送方向下流側には、用紙３３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ６１、拍車６２を設け、さらに用紙３３を排紙トレイ３６に送り出す排紙ローラ６３及び拍車６４と、排紙経路を形成するガイド部材６５，６６とを配設している。
【００４７】
記録時には、キャリッジ４３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４４を駆動することにより、停止している用紙３３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙３３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙３３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３３を排紙する。
【００４８】
また、キャリッジ４３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、記録ヘッド４４の吐出不良を回復するための回復装置６７を配置している。回復装置６７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ４３は印字待機中にはこの回復装置６７側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド４４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中等に記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００４９】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド４４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００５０】
このように、実施例６のインクジェット記録装置においては、本発明を実施したインクジェットヘッドを搭載しているので、インク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次のような効果を奏する。
請求項１の発明のインクジェットヘッドは、圧力発生手段が接続されている支持基板が外部の支持基板固定部材に直接もしくは接着剤等の連結部材を介して接続固定されており、接続固定領域が支持基板の短手方向の両端であって、長手方向のほぼ両端に位置していることで、ノズル数の多い長尺化したインクジェットヘッドでの低周波域（１０ｋＨｚ以下）の振動を抑え、量産性にも優れ、高速かつ高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００５２】
請求項２の発明のインクジェットヘッドは、圧力発生手段が接続されている支持基板が外部の支持基板固定部材に直接もしくは接着剤等の連結部材を介して接続固定されており、接続固定領域が長手方向の両端から短手方向の一部に亘るように位置していることにより、低周波域の振動を抑え、かつ他周波域での振動変位も低減できるため非常に安定した吐出性能を有し、量産性にも優れ、高速かつ高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００５３】
請求項３の発明のインクジェットヘッドは、支持基板の長手方向において、外部の支持基板固定部材と接続固定されていない長さをＬ、圧力変換手段が接続されている面に垂直方向の高さをＨとすると、Ｌ／Ｈが６以下であることにより振動レベル（変位）を小さくでき、安定で良好なインク吐出が可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００５４】
請求項４の発明のインクジェットヘッドは、連結部材のヤング率を１Ｇｐａ以上として連結部の剛性を確保することで、低周波域の振動を抑えることができ、高速、高画質印刷可能なインクジェットヘッドを提供することができる。
【００５５】
請求項５の発明のインクカートリッジは、請求項１〜４記載のインクジェットヘッドとインクを供給するインクタンクを一体化したので、低コストで高性能なインクカートリッジを提供することができる。
【００５６】
請求項６の発明のインクジェット記録装置は、請求項１〜４記載のインクジェットヘッドまたは請求項５記載のインクカートリッジを搭載したので、高速性能及び高画像品質の向上が図れるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１のインクジェットヘッドを分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの組立図で図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図で、図３（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図３（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
【図４】図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３と異なる図で、図４（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図４（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
【図５】図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３、図４と異なる図で、図５（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図５（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
【図６】サンプル（１）（２）（３）の共振特性を示すグラフである。
【図７】サンプル（１）（２）（３）の共振特性と吐出性能の関係を示す表である。
【図８】図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図３、図４、図５と異なる図で、図８（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図８（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
【図９】図１に示すインクジェットヘッドの支持基板、圧電素子、フレーム部材間の関係を示す図８と異なる図で、図９（Ａ）は図１のＢ−Ｂ断面図、図９（Ｂ）は図１の矢印Ｃ方向から視た底面図である。
【図１０】サンプル（４）（５）の共振特性を示すグラフである。
【図１１】サンプル（６）（７）（８）（９）の共振特性を示すグラフである。
【図１２】接着剤からなる連結部材のヤング率とインクジェットヘッドの吐出性能の関係を示す表である。
【図１３】実施例５のインクカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図１４】実施例６のインクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図１５】実施例６のインクジェット記録装置の機構部を示す側断面図である。
【符号の説明】
１…支持基板、２…圧電素子、３…振動板、４…流路板、５…ノズル板、６…ノズル、７…フレーム部材、８…加圧液室、９…インク供給路、１０…ＦＰＣ、１１…連結部材、２０…インクカートリッジ、２１…インクジェットヘッド、２２…インクタンク、３１…記録装置本体、３２…印字機構部、３３…用紙、３４…給紙カセット、３６…排紙トレイ、４３…キャリッジ、４４…記録ヘッド、４５…インクタンク、４７…主走査モータ、５０…タイミングベルト、５１…給紙ローラ、５４…搬送ローラ、５５…搬送コロ、５６…先端コロ、５７…副走査モータ、５９…印写受け部材、６１…搬送コロ、６２…拍車、６３…排紙ローラ、６４…拍車、６７…回復装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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